CN220729003U - 一种柔性结构槽道热管 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柔性结构槽道热管，包括第一刚性槽道热管段、第二刚性槽道热管段、柔性热管段、端部封头和内部工质，柔性热管段的一端与第一刚性槽道热管段密封固定连接，柔性热管段的另一端与第二刚性槽道热管段密封固定连接，第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的剩余一端上均密封固定连接有端部封头，第一刚性槽道热管段、第二刚性槽道热管段、柔性热管段和端部封头围成密封的容纳空间，内部工质填充于容纳空间内，柔性热管段的内壁上固定贴设有多孔吸液芯。柔性结构槽道热管的第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段能够相对活动，在管路形状复杂或安装空间狭小的场合能够弯曲变形来方便安装，能够适用于冷热端相对活动的安装场合。

Description

一种柔性结构槽道热管

技术领域

本申请涉及热管技术领域，尤其是涉及一种柔性结构槽道热管。

背景技术

热管是一种具有很高传热性能的元件。自1976年我国首次在返回式卫星上应用以来，以其传热能力强、等温性好、可靠性高、无运动部件和动力装置等特点，成为卫星热控制的重要手段。当前在卫星热控系统中应用最广泛的热管为铝-氨轴向槽道热管，管壳材料为铝合金，内部工质为氨，其使用的温度范围为-60℃～100℃，工作温度在－30℃～60℃之间。如图1和图2所示，现有技术中的槽道热管一般包括管壳11、吸液芯12、端盖13和填充在管壳内的工质，管壳内壁上开设有沿管壳轴向延伸的槽道14，槽道14与管孔15连通，吸液芯12设置在槽道14中。在向管壳11内填充工质时，先将管壳11内抽成负压然后填充以适量的工质。槽道热管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段），蒸发段与冷凝段之间部分为绝热段。当槽道热管的蒸发段受热时吸液芯12中的液体工质蒸发气化，蒸气在管壳11内长度方向的压差下流向冷凝段并放出热量冷凝成液体工质，液体工质在吸液芯12的毛细抽吸能力的作用下回流到蒸发段，如此循环不已构成高效传热元器件。现有技术中的槽道热管的结构形式是刚性连接方式，刚性的槽道热管在使用时存在以下问题：1、安装不便，如冷热段的相对位置难以确定或定位困难，管路形状复杂或安装空间狭小，刚性的槽道热管难以直接放入安装；2、无法适用于冷热端相对活动的安装场合。

实用新型内容

为了改善上述现有技术中槽道热管存在的安装不便、无法适用于冷热端相对活动的安装场合的技术问题，本申请提供一种柔性结构槽道热管。

本申请提供的柔性结构槽道热管采用如下的技术方案：

一种柔性结构槽道热管，包括第一刚性槽道热管段、第二刚性槽道热管段、柔性热管段、端部封头和内部工质，柔性热管段的一端与第一刚性槽道热管段密封固定连接，柔性热管段的另一端与第二刚性槽道热管段密封固定连接，第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的剩余一端上均密封固定连接有所述端部封头，第一刚性槽道热管段、第二刚性槽道热管段、柔性热管段和端部封头围成密封的容纳空间，内部工质填充于容纳空间内，柔性热管段的内壁上固定贴设有多孔吸液芯。

通过采用上述技术方案，本申请的柔性结构槽道热管在使用时，第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段通过柔性热管段连接，柔性热管段具有柔性弯曲能力，使得第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段能够相对活动，柔性热管段内壁上贴设的多孔吸液芯能够通过其毛细抽吸能力将内部工质从冷凝段抽吸到蒸发段，从而实现内部工质的循环。本申请的柔性结构槽道热管的第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段能够相对活动，在管路形状复杂或安装空间狭小的安装场合能够通过弯曲变形来方便安装，而且能够适用于冷热端相对活动的安装场合。

可选的，所述柔性热管段内部还设置有沿柔性热管段轴线方向延伸的内衬弹簧，多孔吸液芯套装在内衬弹簧上，内衬弹簧将多孔吸液芯压装固定在柔性热管段的内壁上。

通过采用上述技术方案，柔性热管段在发生弯曲变形时，内衬弹簧始终能够稳定的将多孔吸液芯压装固定在柔性热管段的内壁上，从而确保内部工质循环的稳定性。

可选的，所述第一刚性槽道热管段与第二刚性槽道热管段的内部结构为贯穿式挤压型材结构，第一刚性槽道热管段与第二刚性槽道热管段的横截面形状相同，第一刚性槽道热管段的中心形成有沿第一刚性槽道热管段的轴向贯穿的中心孔，第一刚性槽道热管段上还开设有环绕中心孔布置的多个贯通孔，贯通孔沿第一刚性槽道热管段的轴向贯通，各贯通孔分别与中心孔通过连通孔连通，第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的用于与柔性热管段连接的端部还开设有环型槽，环型槽与各贯通孔连通，多孔吸液芯的两端分别插装在第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的环型槽中。

通过采用上述技术方案，使得多孔吸液芯能够更好的将内部工质从冷凝段抽吸到蒸发段，提高内部工质的循环效率。

可选的，所述多孔吸液芯的两端插装在环型槽中的深度等于环型槽的深度。

通过采用上述技术方案，使得多孔吸液芯抽吸的内部工质能够直接进入到贯通孔中，从而提高内部工质的循环效率。

可选的，所述多孔吸液芯的壁厚为1mm-2mm，孔隙率在85%以上，孔径为50-100um。

可选的，所述多孔吸液芯为多孔金属吸液芯。

可选的，所述柔性热管段为波纹管结构，柔性热管段的直径与第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的直径相同，柔性热管段的有效壁厚为1mm-2mm，弯曲角度在90°以上。

可选的，所述内衬弹簧为弹簧节距0.5倍外径的模具钢弹簧，内衬弹簧的丝径为0.5mm-1mm。

可选的，所述柔性热管段与第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段焊接固定，焊缝形状为环形。

可选的，所述内部工质为氨、酮类或醇类。

附图说明

图1是现有技术中的槽道热管的工作原理示意图；

图2是现有技术中的槽道热管的横截面结构示意图；

图3是本申请实施例的柔性结构槽道热管的整体剖面结构示意图；

图4是图3中A-A向剖视图；

图5是第一刚性槽道热管段的开设有环型槽一端的结构示意图；

图6是第一刚性槽道热管段的剖面结构示意图。

附图标记说明：11、管壳；12、吸液芯；13、端盖；14、槽道；15、管孔；2、第一刚性槽道热管段；21、中心孔；22、贯通孔；23、连通孔；24、环型槽；3、第二刚性槽道热管段；4、柔性热管段；5、端部封头；6、内衬弹簧；7、多孔吸液芯；8、内部工质。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图3，本申请实施例公开了一种柔性结构槽道热管，包括第一刚性槽道热管段2、第二刚性槽道热管段3、柔性热管段4、端部封头5和内部工质8。柔性热管段4具有柔性弯曲能力，柔性热管段4的一端与第一刚性槽道热管段2密封固定连接，柔性热管段4的另一端与第二刚性槽道热管段3密封固定连接。端部封头5设置有两个，且分别密封固定连接在第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3的剩余一端上。在本实施例中，端部封头5焊接固定在第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3上。内部工质8可选择为氨、酮类或醇类，通过抽真空注液的方式将内部工质8注入到热管内，内部工质8的填充精度优于±0.5g，注液过程的表头真空度不高于9E-4Pa。在本实施例中，内部工质8选择为氨。

参照图4-图6，第一刚性槽道热管段2与第二刚性槽道热管段3的内部结构为贯穿式挤压型材结构，第一刚性槽道热管段2与第二刚性槽道热管段3的横截面形状相同。第一刚性槽道热管段2的中心形成有沿第一刚性槽道热管段2的轴向贯穿的中心孔21，中心孔21为圆孔。第一刚性槽道热管段2上还开设有沿中心孔21的圆周方向环绕中心孔21布置的贯通孔22，贯通孔22沿第一刚性槽道热管段2的轴向贯通，贯通孔22环绕中心孔21均匀间隔设置有多个，且各贯通孔22分别与中心孔21通过连通孔23连通，各贯通孔22内均设置有吸液芯。中心孔21的孔径大于贯通孔22的孔径，贯通孔22的孔径可在1-2mm之间选择，贯通孔22的设置个数可在10-20之间选择。在本实施例中，贯通孔22的孔径为1.8mm，贯通孔22的设置个数为20个。第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3的用于与柔性热管段4连接的端部还开设有环型槽24，环型槽24与中心孔21同心设置且环型槽24位于中心孔21的外侧。环型槽24与各贯通孔22连通，环型槽24的槽深为50mm。在本实施例中，环型槽24由环绕布置的贯通孔22机械加工连通形成。

继续参照图3，柔性热管段4为波纹管结构，在本实施例中，柔性热管段4为不锈钢波纹管，柔性热管段4的直径与第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3的直径相同。柔性热管段4的有效壁厚可在1mm-2mm之间选择，本实施例中柔性热管段4的有效壁厚为1mm，弯曲角度在90°以上。柔性热管段4内部设置有沿柔性热管段4轴线方向延伸的内衬弹簧6，内衬弹簧6的丝径可在0.5mm-1mm之间选择，在本实施例中内衬弹簧6的丝径为0.5mm。内衬弹簧6为弹簧节距0.5倍外径的模具钢弹簧，内衬弹簧6覆盖整个柔性热管段4的内壁。柔性热管段4内还设置有多孔吸液芯7，多孔吸液芯7为管状结构，多孔吸液芯7套装在内衬弹簧6上，内衬弹簧6将多孔吸液芯7压装固定在柔性热管段4的内壁上。柔性热管段4在发生弯曲变形时，内衬弹簧6始终能够稳定的将多孔吸液芯7压装固定在柔性热管段4的内壁上，从而确保内部工质8循环的稳定性。多孔吸液芯7的两端分别插装在第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3的环型槽24中，插入深度为50mm。柔性热管段4与第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3采用电子束或激光焊接的方式连接，且形成的焊缝形状为环形，焊缝的有效深度不小于0.5mm。在本实施例中，焊缝的有效深度为1mm。多孔吸液芯7由多孔金属粉末烧结构成，金属材料常用镍或铜或银，本实施例中多孔吸液芯7由多孔镍粉末烧结构成。多孔吸液芯7的壁厚可在1mm-2mm之间选择，本实施例中壁厚选择为1mm，孔隙率在85%以上，孔径可在50-100um之间选择，本实施例中平均孔径为50um。

本申请实施例的实施原理为：本申请的柔性结构槽道14热管在使用时，第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3通过柔性热管段4连接，柔性热管段4具有柔性弯曲能力，使得第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3能够相对活动，柔性热管段4内壁上贴设的多孔吸液芯7与刚性槽道14热管段的贯通孔22实现了物理连接，从而实现在弯曲或振动工作环境下，内部工质8能够在整根热管内部正常流动，多孔吸液芯12通过其毛细抽吸能力将内部工质8从冷凝段抽吸到蒸发段，从而实现内部工质8的循环。本申请的柔性结构槽道热管的第一刚性槽道热管段2和第二刚性槽道热管段3能够相对活动，在管路形状复杂或安装空间狭小的安装场合能够通过弯曲变形来方便安装，而且能够适用于冷热端相对活动的应用场合。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柔性结构槽道热管，其特征在于，包括第一刚性槽道热管段、第二刚性槽道热管段、柔性热管段、端部封头和内部工质，柔性热管段的一端与第一刚性槽道热管段密封固定连接，柔性热管段的另一端与第二刚性槽道热管段密封固定连接，第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的剩余一端上均密封固定连接有所述端部封头，第一刚性槽道热管段、第二刚性槽道热管段、柔性热管段和端部封头围成密封的容纳空间，内部工质填充于容纳空间内，柔性热管段的内壁上固定贴设有多孔吸液芯；

所述第一刚性槽道热管段与第二刚性槽道热管段的内部结构为贯穿式挤压型材结构，第一刚性槽道热管段与第二刚性槽道热管段的横截面形状相同，第一刚性槽道热管段的中心形成有沿第一刚性槽道热管段的轴向贯穿的中心孔，第一刚性槽道热管段上还开设有环绕中心孔布置的多个贯通孔，贯通孔沿第一刚性槽道热管段的轴向贯通，各贯通孔分别与中心孔通过连通孔连通，第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的用于与柔性热管段连接的端部还开设有环型槽，环型槽与各贯通孔连通，多孔吸液芯的两端分别插装在第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的环型槽中。

2.根据权利要求1所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述柔性热管段内部还设置有沿柔性热管段轴线方向延伸的内衬弹簧，多孔吸液芯套装在内衬弹簧上，内衬弹簧将多孔吸液芯压装固定在柔性热管段的内壁上。

3.根据权利要求1所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述多孔吸液芯的两端插装在环型槽中的深度等于环型槽的深度。

4.根据权利要求1所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述多孔吸液芯的壁厚为1mm-2mm，孔隙率在85%以上，孔径为50-100um。

5.根据权利要求4所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述多孔吸液芯为多孔金属吸液芯。

6.根据权利要求1所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述柔性热管段为波纹管结构，柔性热管段的直径与第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段的直径相同，柔性热管段的有效壁厚为1mm-2mm，弯曲角度在90°以上。

7.根据权利要求2所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述内衬弹簧为弹簧节距0.5倍外径的模具钢弹簧，内衬弹簧的丝径为0.5mm-1mm。

8.根据权利要求1所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述柔性热管段与第一刚性槽道热管段和第二刚性槽道热管段焊接固定，焊缝形状为环形。

9.根据权利要求1所述的柔性结构槽道热管，其特征在于，所述内部工质为氨、酮类或醇类。